(57)【要約】 【課題】  高温度、温度変化等の温度環境によるＥＳＲの増加を低減した電気二重層コンデンサを提供すること。【解決手段】  導電性のゴムまたは樹脂からなる集電体上に形成された電極の一対がイオン透過性を有するセパレータを介して対向配置されガスケットにより絶縁されると共に電解質溶液が含浸され密閉された単位セル５が用いられ、その単位セル５が積層されてなる内部素子の最外層の電極に電荷取り出し用の端子板７ａ，７ｂが導電性ペースト６を介して取り付けられた電気二重層コンデンサ９であり、導電性ペースト６に前記集電体と同一材料の導電性のゴムまたは樹脂が重量比で１〜１５％含有されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のゴムまたは樹脂からなる集電体上に形成された電極の一対がイオン透過性を有するセパレータを介して対向配置されガスケットにより絶縁されると共に電解質溶液が含浸され密閉されてなる内部セルが、１層または積層して設けられた内部素子の最外層の電極に、電荷取り出し用の端子板が導電性ペーストを介して取り付けられた電気二重層コンデンサにおいて、
前記導電性ペーストに前記集電体と同一材料の導電性のゴムまたは樹脂が含有されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
前記導電性ペーストに含有される導電性のゴムまたは樹脂の含有量が重量比で１〜１５％であることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気二重層コンデンサに関し、特に、電極及びセパレータを平面状に積層し電解質溶液を含浸させた電気二重層コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の携帯用電子機器においては、低電流化、低電圧化が図られているが、その機能によっては、瞬間的に非常に大きな電流が必要な場合があり、このとき電池等の電源で電圧変動（ＩＲドロップ等）が生じることによって、電子回路が正常に作動しなくなり、また電池の寿命を短くさせてしまうことがある。
【０００３】
例えば、通信カード等では動作電圧の下限値を下回ると、通信状態が確保できなくなり通信エラーとなってしまう。このため、瞬間的に大電流を必要とするときのみ、大電流の放電及び急速な充電が可能な電気二重層コンデンサから電力を供給して全体の電力を平準化することが行われている。
【０００４】
さらに、デジタルカメラやハードディスク装置（ＨＤＤ）を搭載する携帯型音楽プレーヤといった電子機器の小型化及び薄型化に伴い、使用時間の延長や電源の小型化が求められ、厚さ２．０ｍｍ以下で等価直列抵抗（以下、ＥＳＲ（Equivalent Series Resistance）と称する）が３００ｍΩ以下の電気二重層コンデンサも要求されてきている。しかしながら、小型化及び薄型化するほど、電極面積が小さくなり、ＥＳＲが増大し、本来の機能としての大電流を供給することが困難となってきている。
【０００５】
このように、電気二重層コンデンサに要求されている特性として、低ＥＳＲであることが挙げられる。同時に、高温使用時における耐久性の向上が挙げられる。しかし、上記のように、従来技術では、集電体と端子板の接触抵抗が大きいために、ＥＳＲが大きくなってしまうという問題点がある。また、集電体と端子板の接触抵抗が大きいということは、高温使用時における耐久性の低下につながる。このような集電体と端子板間の接触抵抗を改善する方法としては、特許文献１に示されるような、集電体と端子板の間に導電性ペーストとして銀ペーストを塗布する方法がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５０７４２号公報（段落「００１４」「００４５」）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術によっても、長時間（１０００時間以上）にわたる温度変化によってＥＳＲが増加するという問題がある。  
【０００８】
そこで、本発明の課題は、高温度、温度変化等の温度環境によるＥＳＲの増加を低減した電気二重層コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の対策として、集電体と端子板の間に塗布される導電性ペーストに、集電体と同材料である導電性ゴムあるいは樹脂を共通材質の材料（以下、共材と称する）として含有させる。その結果、集電体と端子板との密着性が向上するのでＥＳＲを低減できる。さらに、高温使用時の集電体と端子板間の密着性も維持できるので、温度変化によるＥＳＲの増加が少なく、高温耐久性を向上した電気二重層コンデンサとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単位セルの集電体と電荷取り出しのための端子板の間に集電体と同材料を含有する導電性ペーストを使用することにより、集電体と端子板との密着性を向上することができるのでＥＳＲを低減することができる。さらに、高温使用時の集電体と端子板間の密着性も維持できるので、温度変化によるＥＳＲの増加が少なく、高温耐久性のある電気二重層コンデンサを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の電気二重層コンデンサを模式的に示す断面図であり、図２はその単位セルを模式的に示す断面図である。
【００１２】
図２のように、電極１、セパレータ２、集電体３及びガスケット４（３種類のガスケット４ａ，４ｂ，４ｃからなる）で単位セル（内部セル）５を形成している。電極１は、椰子柄系に代表される活性炭、導電性カーボン、及びバインダからなる。セパレータ２は多孔質を有するフィルムを用いる。セパレータ２の外寸法は電極１の外寸法以上であり、かつ集電体３の外寸法以下である。集電体３は、導電性を有するゴムまたは樹脂が用いられる。ガスケット４はセル内の絶縁を確保するためのものであり、熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂と接着可能なゴムまたは樹脂を用いる。ここでガスケット４ａ，４ｂ，４ｃは、電極１、セパレータ２及び集電体３の外周部にそれぞれ配置する。
【００１３】
次に図１に示されるように、本発明の電気二重層コンデンサ９は、電極１、セパレータ２、集電体３、及びガスケット４（図２参照）からなる単位セル５を、所定の使用電圧に応じて複数重ね、セル内部の電荷を取り出すために導電性ペースト６を介して端子板７ａ，７ｂを配置したものを外装材８で封止してなる。
【００１４】
ここで導電性ペースト６は、銀や銅等の導電性物質とバインダとからなり、そのバインダは例えばフッ素ゴム等に、共材として集電体材と同じ導電性のゴムあるいは樹脂を添加したものからなる。また、端子板７ａ，７ｂは、セルと接触する長方形部にリードタブ部が成形加工されている。そして、外装材８は金属箔とポリオレフィン系フィルムを貼り合わせたラミネートフィルムやポリエステル、ポリ塩化ビニル等からなる熱収縮性を有するチューブ等を用いる。
【実施例】
【００１５】
次に、幾つかの実施例及び比較例を示して発明を具体的に説明する。
【００１６】
（実施例１）
図２のように、集電体３、ガスケット４ａ，４ｃを加熱圧着により貼り合わせたものを２枚作製した。平均粒径１５μｍ粉末椰子殻活性炭、平均粒径１５μｍの非球状カーボン、繊維径１０〜２０μｍの繊維状カーボン及びバインダの組成比７５：１０：１０：５の割合で形成されるスラリーを作製し、これをガスケットの内側にあたる集電体上に塗布、乾燥させ、電極１を形成した。
【００１７】
このようにして電極１の塗布された集電体３を２枚作製した後、そのうちの１枚にガスケット４ｂを熱圧着により貼り合わせた。次に、４０重量％硫酸水溶液を電極１上に添加した。セパレータ２の中で、電極１と接する部分以外を、２５℃、５ｋｇ／ｃｍ2、１秒間の加圧前処理を行った。このセパレータ２を硫酸添加済みシートの１枚に配置した後、２枚のシートを集電体が外側になるように貼り合わせ、熱圧着によりガスケットを溶融させて接着させた。
【００１８】
この方法で作製した単位セル５を６枚重ね合わせて積層セルとして用意した。その積層セルの両側から、集電体３と共通材料の導電性オレフィン系共重合体を重量比で（以下、含有率は重量比で示す）１％含有した銀ペースト（導電性ペースト６）からなる導電層を０．０１ｍｍの厚さで形成した厚さ０．１ｍｍの銅製端子板７ａ，７ｂを図３のように重ね合わせた状態で接合した。さらにその外側から外装フィルム（外装材８）を配置し、減圧下で外装フィルム同士の重なった部分を熱融着することで、端子板７ａ，７ｂと積層セルの外装フィルム封止体を形成した。なお、ここで外装フィルムとして厚さ０．１１ｍｍのラミネートフィルムを用いた。以上の方法で電気二重層コンデンサ９を１０個作製した。
【００１９】
（実施例２）
実施例１の工程において、銀ペースト（導電性ペースト６）の共材として導電性オレフィン系共重合体を８％含有させた。その他は実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを１０個作製した。
【００２０】
（実施例３）
実施例１の工程において、銀ペースト（導電性ペースト６）の導電性オレフィン系共重合体を１５％含有させた。その他は実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを１０個作製した。
【００２１】
上記の方法により作製した電気二重層コンデンサについて、サンプル作製直後及び７０℃、５．４Ｖ(１セルあたり０．９Ｖ)、１０００時間の負荷試験を行い室温まで冷却した後に、ＥＳＲを測定したところ、表１に示す結果が得られた。なお、数値は作製したサンプル１０個の平均値である。ここでＥＳＲは、１ｋＨｚ、１０ｍＶｒｍｓの交流電圧を印加して、電流と位相差を測定することで求めた。
【００２２】
また、比較例２では、実施例１と同種の導電性オレフィン系共重合体を１７％含有した銀ペーストを使用して電気二重層コンデンサを１０個作製し、サンプル作製直後及び７０℃、５．４Ｖ、１０００時間の負荷試験を行い室温まで冷却した後に、ＥＳＲを測定した。また、比較例１では、導電性オレフィン系共重合体を含まない銀ペーストを使用したこと以外は実施例１と同様に電気二重層コンデンサを１０個作製し、同条件の測定を行った。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示すように、初期のＥＳＲを比較すると、実施例１，２，３はいずれも比較例より低いことがわかる。ここで実施例１，２，３と同種の導電性オレフィン系共重合体を使用している比較例２の初期ＥＳＲが実施例１，２，３と比べて高いのは、共材量の添加量が多すぎ、銀ペースト表面及び内部の銀比率が下がり、集電体と端子板間の接触抵抗を下げる効果が小さくなることを示しており、ＥＳＲを下げるには共材添加率は１５％以下が効果的であることがわかる。また、共材を添加しなかった比較例１の高温負荷試験後のＥＳＲが実施例１〜３より高いのは、集電体と端子板との密着性が悪化したためと思われる。
【００２５】
なお実施例１，２，３のうちでは初期のＥＳＲ及び高温試験後のＥＳＲとも実施例２が最も良好な結果を示していたことから、共材の含有率は、８％前後とすることでより大きい効果が得られるといえる。
【００２６】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、いうまでもなく、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の電気二重層コンデンサを模式的に示す断面図。
【図２】本発明に係る単位セルを模式的に示す断面図。
【図３】本発明の電気二重層コンデンサの構造を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
１    電極
２    セパレータ
３    集電体
４，４ａ，４ｂ，４ｃ    ガスケット
５    単位セル
６    導電性ペースト
７ａ，７ｂ    端子板
８    外装材
９    電気二重層コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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